Анатомия импульсного блока питания SITOP power 20 от фирмы SIEMENS. Запуск блока питания. Диагностика и замена элементов пуска.

SITOP

Итак, сегодня мы продолжим изучать анатомию импульсного блока питания SITOP power 20. В предыдущих двух статьях были описаны основные поломки, связанные непосредственно с силовой частью преобразователя. А именно выход из строя супрессоров в цепи рекуперации энергии первичной обмотки, и как следствие – выход из строя силовых транзисторов и цепей их управления. После того как эти неисправности были устранены, либо таковых выявлено не было, можно подключать блок питания к трехфазной сети и подавать на него напряжение питания.

Включать блок питания, естественно, нужно в разобранном виде, как это показано на фото ниже.
DSC_1427

Замечу, что при первом включении можно обойтись и без нагрузки. Для начала нам достаточного того, что бы он просто запустился. Кстати включать его через лампочки в каждой фазе или понижать питающее напряжение другими способами бессмысленно, так как схема предусматривает защиту от пониженного напряжения питания, и просто не запуститься. По этому подаём на него сразу всё что есть. В целях безопасности посоветую включить его через автомат малой мощности, чтоб тот в случае чего просто выбил, ну и обязательно используйте защитные очки, дабы уберечь ваши глаза от разлетающихся осколков резисторов и транзисторов.

Надеюсь вы еще не передумали его включать и испытывать =).

 Итак, вы его включили, автомат не выбил, ничего не загорелось, но запуска при этом не последовало, зелёный светодиод не загорелся. Значит следующее, что вам необходимо сделать – это проверить питающие напряжения. На фотографии ниже обозначены точки где необходимо проверить питающие напряжения.

mesta zamerov

Ну и пожалуй покажу более крупным планом, для большей ясности.

DSC_1431 (2)

Как вы уже поняли, измерять все напряжения нужно относительно вот этого болта слева, там у нас потенциал «земли». Начнём с U1 = 550V — это выпрямленное напряжение питания, в среднем оно колеблется от 530 до 560 вольт. Если же оно гораздо меньше, то проверяем цепи трёхфазного выпрямителя – прозваниваем мост Ларионова и термисторы.

 Далее проверяем напряжение U2 = 2.5 V – это напряжении на ножке Vref, параллельного стабилитрона KA431 (MF2).

KA431

При питающем напряжении U1 = 530 – 560 вольт, оно должно быть именно 2.5 вольта, а так как это Vref, то больше оно не поднимется. Если же U2 больше или меньше – это значит, что данный стабилитрон неисправен и его следует заменить (микросхема в корпусе SOT-23 с маркировкой 43А). При данной неисправности блок питания может не запускаться, либо вести себя достаточно неадекватно – самопроизвольно включаться и выключаться, отключаться при набросе нагрузки, не включаться под нагрузкой. Всё будет зависеть от того как у KA431 перегорели внутренности. При нормальном напряжении питания эта микросхема даёт разрешение на пуск ШИМ контроллера, а именно открывает транзистор, подающий питание на ШИМ контроллер. В упрощенном варианте схема выглядит примерно вот так.

PWM start 2Данная схема упрощена, да бы не делать нагромождений, в реальности, же, там несколько больше элементов. А принцип работы её довольно прост. На резисторах R1, R8 и R9 собран делитель напряжения, напряжение которого, в момент включения блока питания, отпирает транзистор VT2, который подключает делитель, собранный на резисторах R1 и R7. Как только напряжение делителя R1, R7  — U2 достигнет значения в 2.5 вольта, параллельный стабилитрон KA431 начнёт пропускать через себя ток базы PNP транзистора VT1, в результате чего он откроется и напряжение с делителя R3-R4 будет приложено к  питанию ШИМ — контроллера UC3843 через резистор R12. В случае если же напряжение питания U1 не достигнет нужного значения и будет значительно ниже 530 -560 В, ток через стабилитрон протекать не будет и к базе транзистора VT1 будет приложено напряжение U3, из-за чего тот будет закрыт. Соответственно питание на ШИМ — контроллер подаваться не будет. Некоторые скажут, что напряжение U2 не может быть стабильно 2.5 вольта, так как делитель пропорциональный, а ножка Vref у КА431 — это всего лишь вход компаратора этой микросхемы, и при увеличении входного напряжение U1, U2 тоже будет увеличиваться больше 2.5 вольт. Но нет! Все дело в диоде VD1, благодаря ему напряжение U2 не будет превышать 2.5 вольта в случае если сам диод или микросхема KA431 исправны.  Благодаря VD1, микросхема KA431 работает как бы сама на себя, стабилизируя своё опорное напряжение. Вот вам доказательства, проведённое моделирование в Proteus. В качестве нагрузки взят светодиодик =)

tl431 tl431 vs DiodТеперь, если вы заменили KA431, либо замена не потребовалась, но блок питания все равно не запустился, то проверяем напряжения U3 и U4. U4 – это напряжение питания ШИМ контроллера Vcc (седьмая ножка микросхемы UC3843). Если напряжение U3 = 16V, а U4 в несколько раз меньше или отсутствует, значит, с большой вероятностью вышел из строя PNP транзистор VT1, со схемы выше. Он имеет маркировку 5CW, и по факту это BC807-40. Меняем его.

Допустим, что вы поменяли, этот транзистор и теперь напряжение U3 и U4 нормальные в диапазоне 15-16 вольт, но блок питания снова никак не хочет работать =). Тогда следующее, что мы проверим – это напряжение U5 = 5V, оно же Vref. Это восьмая ножка ШИМ контроллера UC3843 – это опорное напряжение и при нормальной работе всегда составляет 5 Вольт. Так вот если питание контроллера 10, 12, 15 вольт, а Vref отсутствует – это значит, что ШИМ контроллер не исправен и требуется его замена.

Ну и на завершение =). Если после всех манипуляций описанных выше, вы столкнулись с тем что блок питания не запускается, а напряжения U3 и U4 колеблются в диапазоне 7.5 – 8.5 вольт – это скорее всего (с вероятностью 70%), высохший пусковой конденсатор. Пусковой конденсатор нужен для того, чтобы в первый момент времени, ШИМ контроллер запустился от, пониженного через делитель R3 – R4, напряжения сети. При этом делитель рассчитан так, что тока, который он пропускает, не хватит для продолжительной работы ШИМ, а только для заряда пусковой ёмкости до напряжения запуска ШИМ-контроллера. При этом ШИМ контроллер успевает послать несколько сотен импульсов на силовые ключи, те в свою очередь несколько сотен раз коммутируют обмотку силового трансформатора, в результате чего, на вторичных обмотках появится ЭДС. От одной из таких вторичных обмоток и запитывается ШИМ-контроллер для продолжительной работы. Для чего это сделано, я как ни будь расскажу в других статьях. Соответственно, если пусковой конденсатор утратил свою добротность, то его заряда и отдаваемого тока не хватит для пуска. Ниже, на фотографии обозначены места на плате где запаяны данные конденсаторы.

capasitors

Меняем их на новые, в идеале 47мкФ, но можно и больше.

Почему больше?

При прозвонке схемы вы обнаружите, что плюсовые ножки конденсаторов звонятся с эммитером PNP транзистора VT1 (со схемы выше), коммутирующим питание ШИМ контроллера и с первичной обмоткой трансформатора накачки силовых ключей (питание силовых ключей).

В мануалах на UC3843 рекомендуют брать ёмкость в 47мкФ, но это при условии, что силовой ключ подключен прямо к выходу ШИМ контроллера, а в нашем случае энергия конденсатора будет потребляться также и на питание ключей.

Ну теперь уж с большой вероятностью ваш блок питания должен заработать. Ну а если же нет, то другие более хитрые неисправности мы рассмотрим в следующих статьях. Для чего нам, скорее всего, понадобиться осциллограф.

Ещё раз приведу фотографию печатной платы с отмеченными на ней элементами, которые мы рассмотрели в этой статье.

elements

Спасибо за внимание. Надеюсь данная информация позволит решить вам ряд проблем связанных с выходом из строя данных блоков питания. В первую очередь финансовых=)

Буду рад если вы оставите свои отзывы, и вообще любые комментарии, ниже. =)

You may also like...

36 Responses

  1. Алексей:

    Большое спасибо за информацию! С помощью её нам удалось воскресить мёртвый sitop 20A. В итоге были заменены конденсаторы пусковые конденсаторы, суппрессора, выпрямитель трёхфазный. Но на шиме напряжение 14В и 5 вольт на 8 ноге, но вроде всё работает. Неисправность заключалась в том, что при включении бп стартовал и сразу выключался (без нагрузки).

    • Radiolomator:

      напряжение питания ШИМ может варироваться. все зависит от разброса параметров резисторов. UC3843 нормально работает от 9 и больше. А 5 вольт на 8-й ноге — это норма, это же опорное напряжение.

  2. Спасибо за информацию по SITOP power 20 ! Подскажите пожалуйста на основной плате блока питания рядом с имп. трансформатором впаяна небольшая платка. Какое у неё функциональное назначение?. Если есть у Вас такая возможность ,то прошу помочь принципиальной электрической схемой на этот блок. Сейчас на работе возникла проблема ремонта трёх блоков и вероятней всего придётся с каждым заниматься конкретно, то есть делать диагностику и ремонт покаскадно каждого блока.

    • Radiolomator:

      На той плате схема ограничения по току и напряжению. То есть обратные связи от неё идут дорожки к двум оптопарам, а от тех к ШИМ контроллеру. В ближайшее время я обязательно напишу статьи об этом. Ещё там запаян PIC — контроллер, но его функция, скорее всего передача данных, там сбоку есть разъём под шлейф диагностики.

  3. Александр:

    День добрый. На производстве накрылся БП Siemens Sitop 20A. Решили поставить новый. А подгорелый выпросил себе на эксперименты. В целях повышения скилла хочу попробовать отремонтировать, но практики мало, поэтому есть вопросы.
    Симптомы: при подаче 380 В на вход БП не запускался.
    На основании ваших статей выпаял супрессоры — все 4 чувствовали себя скверно — заменил на 1.5КЕ400. Так же были вздуты 2 электролита по 27 мкФ 50В, заменил на 47 мкФ 50В, после проверил силовые транзисторы — оба в норме.
    Все впаял назад. При подаче напряжения на вход — взорвался термистор 1-й фазы на входе и соответственно выбило автомат.
    Собственно вопрос, это я где-то накосячил или же проблема в чем то другом?
    Если есть возможность, ответьте пожалуйста на почту.
    С уважением.

    • Kalik:

      Скорее всего Вы не правильно впаяли супресор

    • radiolomator:

      Проверьте два супрессора на входе бока питания, они там возле дроселя впаяны. Так же проврете варисторы. Термистор перегорит только в случае КЗ. Мост прозвоните тоже.
      Кстати. Там на транзисторах подложка есть, я как-то её плохо закрепил, пробивало через радиатор. Но в таком бы случае сдохли транзисторы, а так как сгорел термистор в первой фазе, то дело скорее всего в выпрямителе или варисторах.

  4. Игорь:

    Добрый день. Попа на ремонт БП Siemens Sitop 20A 24в 220в. При вскрытии было обнаружино: разлетелись супрессора. после змены бп не запускется. напряжение на 431 2.5в напряжение на эмиторе 5CW 5.25в.

    • Radiolomator:

      Попробуйте поменять конденсаторы ШИМ контроллера. Их там два 22мкФх50В. Я их меня всегда, при любой поломке, привинтивно, ставлю туда минимум 47мкФ, максимум 100, но 100 может не влезть, ибо толстый.

    • Radiolomator:

      по 27мкФ… Это пусковые кондёры. В начале работы, ШИМ контроллер заускается от энергии запасенных в этих кондерах, он долже сделать несколько тактов, чтоб во вторичке появилась напруга питания ШИМ контроллера, потом они уже играют роль сглаживающих конденсаторов. Если они сухие, то БП или не запускается совсем, или «икает»

  5. Alex:

    Блок питания sitop 20. В место 16 вольт на контрольной u3 только 8.7 в. Проверил ключи , поменял кондеры . Напряжение 2.5в.присутствует. на шимке u4 8.7 а u5=0. Куда копать дальше?. Цепочка после делителя где контрольная точка должна быть 16в, транзистор vt1 на это не влияет резистор r4 может быть причиной?

    • Radiolomator:

      Такое напряжение свидетельствует о том, что шим контроллер не может запуститься. Запитайте его отдельно напряжением 12-16 вольт, и проверьте напряжение Vref. Если оно будет 5 вольт, это значит, что проблема с силовой частью. Не отключая питание 12-17 вольт от шим, посмотрите осцилограмму сигнала на затворах силовых транзисторов. Только проверяйте относительно стоков. Если там прямоугольники, то надо искать, что может вырубать шим. У шим есть две ноги обратной связи.

    • Radiolomator:

      Когда будете подавать отдельное питание на шимку, отключите силу от блока.

  6. Andrey:

    Здравствуйте. Помогите, пожалуйста. Хочу попытаться отремонтировать SITOP POWER 40.
    Пробиты все 4 супрессора, выгорели до неузнаваемости смд резисторы шунта, вероятно, возникла дуга, так что есть сгоревшие смд и в районе ШИМа. Все 4 ключа при этом, как ни странно, целы.
    Пожалуйста, напишите мне на почту, я вышлю вам фото повреждений. Нужно опознать номиналы сгоревших смд компонентов (достаточно фото не горелой платы, очень надеюсь, что у вас такая найдется).

    • radiolomator:

      Я попрошу своих коллег сделать фото рабочего ситоп 40. Сразу скажу, что шунты там по 1.2 Ом. Если не ошибаюсь, то их 10 штук в параллель. Купите обычные СМД по 1Вт мощности. Еще параллельно шунтам впаян стабилитрон и диод шотки, но их можно туда и не ставить — работать будет. Что касается супрессоров, то они точно такие же как и в ситопе на 20 А. Ставте 1.5КЕ400.
      Если сгорели шунты, то сгорел и резистор 180-220 Ом возле ШИМки. Этот резюк одним концом должен звонится с шунтами, а вторым с ножкой ШИМ, та которая Isens.
      Топология этого блока питания такая же как и ситопа на 20 ампер, только расположение деталей другое, больше силовых транзисторов и резисторов шунта.

      • Andrey:

        Спасибо за ответ!
        Опубликую здесь фото повреждений и задам вопросы.
        Сгоревший шунт: http://rgho.st/6xwxPBwGB
        Резисторов там было 11. Все по 1.2 ом? Хотелось бы знать и номинал того стабилитрона, и модель шоттки, чтобы на всякий случай восстановить 100% как было.
        Далее. Район ШИМа (цифрами пометил детали на опознание): http://rgho.st/7dYnTjPZr
        1 — как я понял, тот самый резистор. На 180 или 220 ом, не могли бы уточнить?
        2 — транзистор/диод на опознание. Ему каким-то образом снесло «крышу» с маркировкой, аж кристалл видно. Как его зовут?
        3 — треснутый резистор, вроде на 100 ом, верно?
        И еще вопрос, заранее. Если восстановлю, то планирую использовать БП для личных нужд. Поэтому возникает вопрос: что нужно изменить, чтобы БП запустился на одной фазе? Т.е. на питании будет не 550, а лишь около 300в. При этом в даташите на БП указан запуск от 320в, не менее, так что наверняка нужно что-то подкорректировать в схеме, чтобы ШИМка стартанула и от 300. Полагаю, в такой конфигурации макс. отдаваемый ток будет несколько меньше. И срабатывать ограничение будет на стороне ШИМа, а не со стороны вторичного модуля. Какие тут вообще могут быть подводные камни?

      • Andrey:

        radiolomator,
        ну что там, не посмотрели?..

        • radiolomator:

          10 резисторов шунта по 1.2 Ома по 1 Вт. Стабилитрон на 16 вольт и диод шотки 1 ампер 100 вольт.
          1 — да, это резистор 180-220 Ом.
          2 — стабилитрон 16 вольт. Одна нога у него в воздухе
          3 — помоему 1000 Ом. Там маркировка на сколько я помню 1001.

  7. radiolomator:

    10 резисторов шунта по 1.2 Ома по 1 Вт. Стабилитрон на 16 вольт и диод шотки 1 ампер 100 вольт.
    1 — да, это резистор 180-220 Ом.
    2 — стабилитрон 16 вольт. Одна нога у него в воздухе
    3 — помоему 1000 Ом. Там маркировка на сколько я помню 1001.

  8. Andrey:

    radiolomator,
    Подниму вопрос о запуске от одной фазы 220в.
    По документации данный питатель стартует от >340В~ на входе.
    По приведенной в этой статье схеме, достаточно ли уменьшить номиналы R1 и R3? Оба представляют из себя «змейки», каждая из 5 резисторов последовательно. Я полагаю, что достаточно закоротить по 2-3 резистора в обоих цепях.
    Соответственно, попытку запуска он, скорее всего, сделает, но каких стоит ожидать подводных камней? Заработает ли самозапитка ШИМа? Кстати, вы так и не раскрыли эту тему, как оно устроено, зачем так сделано…
    Если заработает, то очевидно, что выдаваемая мощность упадет до 50-60% от номинала, ограничение мощи будет срабатывать на первичной стороне, по току через шунт. Вторичный модуль будет контролировать лишь напряжение.
    В общем, хотелось бы раскрыть тему с пуском от бытовой сети, если имелся опыт таких экспериментов с данными БП.

    • саша:

      всё правильно, если закоротить по 2 резистора, то шим запускается. Самозапитки не достаточно нужно добавить 3-5 витков поверх обмотки трансформатора и соединить последовательно с обмоткой самозапитки. без этого он начинает стабильно работать начиная только с 250 вольт.

      • Влад:

        Здравствуйте, подскажите, пожалуйста, от какого вывода трансформатора необходимо удлинять обмотку? От того, который соединен с катодом большого смд диода шоттки?
        И направление намотки по-часовой или против?

  9. саша:

    Если кому надо могу по дешевке продать
    6EP1436-3BA00 20А

  10. Sergey:

    Здравствуйте.
    Sitop 20. Нет запуска. Напряжение U1=540В, U2=2,37В, U3=7,9В, U4=7,9В, U5=0. При подаче внешнего питания 15В на контроллер, U5=5В. На затворах управляющих сигналов нет. В чём может быть причина, что смотреть?

  11. Sergey:

    Здравствуйте.
    Схема моего блока питания не совпадает со схемой приведённой на форуме. Схема моей силовой части выглядит так:
    http://s018.radikal.ru/i504/1712/b7/7ee2b15306fb.jpg
    Помогите со схемой, если можно укажите возможные причины.

  12. Sergey:

    Пожалуйста, помогите с ремонтом. И хотелось знать, назначение микропереключателей на плате.

  13. Systemerr:

    Здравствуйте! Огромное спасибо за статьи по ремонту этого БП! Ничего конкретного кроме этого сайта не нашел. Не могли бы вы выслать руководство по ремонту Sitop 20 на элпочту systemerr@yandex.ru? Спасибо!

  14. Владимир:

    Добрый день. Спасибо за информацию по SITOP power 20. Реально помогли Ваши советы по ремонту. Отремонтировали 3 блока. Теперь обращаюсь к вам во второй раз. Вышел из строя блок питания СЧПУ «SINUMERIK» Simens.При включении срабатывает защита блока питания.Ставим другой блок панель работает нормально т.е.проблема в самом блоке питания. Все элементы на платах проверены всё в норме.Визуально никаких явных дефектов нет. К Вам просьба. Для ремонта блока требуется «распиновка» разъёма этого блока и по ремонту может что посоветуете. Надпись на блоке SIMENS APtronic AC DC 24 V max 8.0 A Out.Pmax 150 W. Технологически блок состоит из двух плат с двойным преобразованием.

  15. Влад:

    Ув. Radiolomator! И прочие экспериментаторы!
    Прошу подсказки. Дошли руки, переделал SITOP POWER 40 на однофазное питание. Замкнул по 2 резистора, домотал вторички. Вроде все просто и быстро. Блок запускается, но не держит большую нагрузку. При токе 8.5А напряжение на выходе проседает до 17.5В, светит желтый светодиод. Будто срабатывает ограничение по току первички. На холостую и при малой нагрузке все хорошо. Есть идеи, где собака зарыта?
    Планировал снимать с него около половины номинальной мощи, нынешние 150-180 вт — это просто смешно.
    Совершенно не ожидал такого странного результата.

  16. Александр:

    Есть модель Sitop power 40
    6EP1437-2BA10.
    Разобраться бы с его схемой…

  17. Владимир:

    Здравствуйте. Попался мне в руки неисправный блок питания sitop power 5. Пробит силовой транзистор, выгорели smd шунты. Может ещё что сгорело. Вы не сталкивались с данным блоком питания?
    Очень хочу его восстановить. Можете помочь с чего начать?

  18. Ded:

    Огромное спасибо Radiolomator за статьи «Анатомия импульсного блока питания SITOP power 20 от фирмы SIEMENS». Очень интересно и весьма полезно. Может автор сможет продолжить тему и немного осветить схемотехнику обратной связи в этих блоках. Думаю, что посетители сайта будут ему за это благодарны. :)

  19. Валерий:

    Здравствуйте. Помогите, пожалуйста. Пытаюсь отремонтировать SITOP POWER 40.
    Пробит выходной транзистор, заменил, +520в. есть.
    Сейчас блок пытается запустится(цыкает).
    Пожалуйста скиньте мне пособие по ремонту, основанное на этих статьях, или какие нибудь схемы по блоку SITOP POWER 40.
    valerik.em64@mail.ru

  20. Андрей 007:

    Занялся ремонтом 6ЕP1436-3BA00.
    Не запускается блок питания. Питание шим 7,8в . Проходит сек 30-40 и он включается напряжение на шим 13.6в . Ели можно вышлите схему на мой email.

    • Андрей 007:

      Заменил КА431 тоже самое сразу не включился. Замена конденсатор ов на 27мкф не помогло. U1-560v. U5-5v. U2-2.45

Добавить комментарий для саша Отменить ответ

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Можно использовать следующие HTML-теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>